打造这款廉价高效的空气净化器

空气净化器 3 4
 在教室中使用的自己动手做的空气净化器。 道格拉斯·汉娜, CC BY-ND

一个下午, 十几名亚利桑那州立大学的学生聚集在一起 整个上午都在切割纸板、给风扇贴胶带并组装过滤器,以便为当地学校建造 125 台便携式空气净化器。 同一天早上,洛杉矶一家无家可归者收容所的工作人员正在设置自己的 20 台自制净化器,而在马萨诸塞州布鲁克莱恩,另一台 DIY 空气净化器在孩子们玩耍的日托教室后面安静地呼啸着。

这三种情况下的技术——一种被称为 Corsi-Rosenthal 盒子的不起眼的胶带和纸板结构——在对抗 COVID-19 中发挥着重要作用。 它是如何形成的故事也揭示了很多关于 社区作为创新和复原力的源泉 在灾难面前。

简单的技术,大的效果

很明显,COVID-19 是通过 空中传播,人们开始戴上口罩,大楼管理人员争先恐后地升级他们的通风系统。 这通常意味着安装高效率 HEPA 过滤器。 这些过滤器通过捕获携带病毒的颗粒来工作:空气被强制进入多孔垫,污染物被过滤掉,干净的空气通过。

建筑物通风系统的功效受两个因素控制,而不仅仅是过滤器的质量。 通过通风系统的空气量也很重要。 专家通常建议 每小时换气五到六次 在共享空间中,这意味着房间内的全部空气量每 45 分钟更换一次。 许多旧建筑中的系统 无法管理此卷然而,

便携式空气过滤器是增强通风系统的一种选择,但它们通常花费数百美元,这使得它们超出了学校和其他面临预算限制的公共场所的范围。

这就是 Corsi-Rosenthal 盒子的用武之地。 一个立方体,由 四到五个现成的炉过滤器,顶部有一个向外吹的标准箱式风扇。 一旦用胶带密封在一起,它就可以放在地板、架子或桌子上。 风扇将空气从立方体的侧面吸入顶部。 这些装置简单、耐用且易于制造,并且是 更加有效 而不是简单地在箱式风扇前放置一个过滤器。 这通常需要 40 分钟、最少的技术专业知识和 60 美元到 90 美元的材料,任何家庭用品商店都可以买到。

然而,尽管如此简单,但这些自制装置非常有效。 当在共享空间中使用时 课堂 or 医院病房,它们可以补充现有的通风并去除空气中的污染物,包括烟雾和携带病毒的颗粒。 最近的大量同行评审研究发现,便携式空气净化器可以显着减少气溶胶传播。 其他预印本和审查中的研究发现 Corsi-Rosenthal 盒子的性能与专业单元一样好 at 成本的一小部分.

Corsi-Rosenthal 盒子的起源

Corsi-Rosenthal 盒子的正式故事始于 2020 年 XNUMX 月,当时空气质量专家、现任加州大学戴维斯分校院长 Richard Corsi, 提出了制造廉价箱式风扇空气过滤器的想法 在推特上。 德克萨斯州一家过滤器公司的首席执行官吉姆·罗森塔尔(Jim Rosenthal)一直在尝试类似的想法,并迅速构建了第一个原型。

几天之内,修补匠和空气质量工程师都在构建自己的 Corsi-Rosenthal 盒子并在社交媒体上分享结果。 Twitter 上出现了一场充满活力的对话,将工程师的复杂技术分析与非专业人士的洞察力和努力相结合。


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到 XNUMX 月,数百人正在制作 Corsi-Rosenthal 盒子,还有数千人阅读了媒体的新闻报道 像有线. 在世界的不同角落,人们根据供应的可用性和不同的需求调整设计。 他们的集体改进和适应记录在 专用网站 和博客,以及新闻报道。

在某些情况下,设计调整被证明是有影响的。 例如,在 2020 年 XNUMX 月, 北卡罗来纳州的一位房主发现了一个问题 空气通过最常用的方形风扇的角落被吸入。 空气质量专家随后进行的测试表明,在风扇上添加护罩可将效率提高多达 50%。

分析社交媒体和新闻报道可以了解 Corsi-Rosenthal 盒子现象的规模。 截至 2022 年 1,000 月,学校使用了 3,500 多个单元,家庭和办公室使用了数千个单元。 超过 1.9 人在 Twitter 上使用了 #corsirosenthalbox 标签,还有数万人为在线对话做出了贡献。 YouTube 上的新闻文章和解说视频累计观看次数超过 XNUMX 万次。

社区作为创新的源泉

Corsi-Rosenthal 盒子的故事是基层应对 COVID-19 大流行的更广泛故事的一部分。 大流行的初期不仅给人们造成了可怕的损失。 他们还激发了巨大的创业努力, 数以万计的普通市民 帮助他们设计和生产突然需要的关键医疗用品和个人防护设备。

我的研究团队一直在跟踪这些努力。 通过数十次采访和数月的档案研究,我们建立了一个包含 200 多家初创公司的数据库——正式的和非正式的、非营利性的和营利性的——它们的活动范围从设计氧气浓缩器到 3D 打印面罩再到建造紫外线消毒室。 出现的创新图景与传统相去甚远 实验室外套和中层管理人员形象 这通常与新技术有关。

首先,我们跟踪的创新中很少有真正是由一个人甚至一个团队发明的。 相反,它们是来自不同背景和组织的个人贡献者的广泛网络的联合项目。 这种广度很重要,因为它带来了更多的知识和更多样化的观点。 它也有助于挖掘现有知识。 例如,随着 Corsi-Rosenthal 盒子获得关注,社区能够利用 早期的迭代 已开发用于帮助消除野火烟雾。

二是创新过程缺乏层次控制。 没有一个人指导该技术的使用地点或方式。 这种缺乏控制使得实验和适应当地条件变得更加容易。 一个例子是开发供印度医院使用的氧气浓缩器。 意识到现有的西方技术在印度典型的更潮湿的操作环境中经常失败,创新团队团结起来 开发和分享改进的开源设计.

第三,这些社区在线共享知识。 这使得个人贡献者可以直接交流和分享想法,这有助于知识通过网络迅速传播。 这也意味着知识更容易获得。 社区中的任何人都可以轻松获得从事 Corsi-Rosenthal 盒子的空气质量工程师的详细设计和测试结果。

此外,我们跟踪的大多数组织都使用 Facebook、Twitter 和 Slack 作为管理组织内部和组织之间协作的工具。 正如我和其他人所争论的那样,这给基层创新带来了巨大的希望——尤其是在像大流行这样的大规模破坏越来越普遍的世界里。

草根创新的陷阱

尽管有这样的承诺,但草根创新社区在某些领域却步履蹒跚。 一个挑战是缺乏技术成熟度和资源。 虽然我们研究中的一些社区生产了非常复杂的设备,但最大的贡献是在更简单的产品中,比如 面罩和手术衣.

然后是规章制度。 即使草根社区能够产生安全有效的创新,现有的规则可能还没有准备好接受它们。 疫情期间,部分医院因采购政策不灵活,无法接受社区提供的个人防护用品,如今 一些学校继续禁止 Corsi-Rosenthal 盒子.

最后一个问题是持续努力。 尽管 基层社区至关重要 为了让医院和医疗设施在大流行初期保持运转,许多依赖志愿劳动的努力最终失去了动力。

这对未来意味着什么?

随着美国宣布紧急状态两周年的临近,世界吸取的一个重要教训是投资于室内空气质量的重要性,例如通过 监控改善通风和过滤. 通风作为一种非侵入性公共卫生工具的价值是 随着口罩要求的减少,甚至更大.

另一个更广泛的教训是草根创新和公民工程开发这些技术的力量。 Corsi-Rosenthal 盒子的故事,就像 数以千计的其他草根创新 在大流行期间开发的,从根本上讲是人们将社区的福利掌握在自己手中。 这 最受欢迎的推文 关于 Corsi-Rosenthal 盒子的分享来自安大略省一位 14 岁有抱负的工程师,他表示愿意为有需要的人建造和捐赠盒子。

关于作者

道格拉斯·汉娜,战略与创新助理教授, 波士顿大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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